CN109314409B - 非接触供电系统的线圈位置检测方法和非接触供电系统 - Google Patents

Abstract

一种从地面侧的送电线圈(12)向车辆侧的受电线圈(22)供电的非接触供电系统以及用于检测受电线圈的位置的线圈位置检测方法，根据受电线圈(22)相对于送电线圈(12)的位置，来变更送电线圈(12)的励磁电压和励磁频率。而且，基于对送电线圈(12)进行了励磁时的受电线圈(22)中的受电电压，来检测受电线圈(22)的位置。

Description

非接触供电系统的线圈位置检测方法和非接触供电系统

技术领域

本发明涉及一种以非接触方式对车辆供给电力的非接触供电系统的线圈位置检测方法和非接触供电系统。

背景技术

以往，作为对非接触供电时的停车位置进行辅助的系统，已知专利文献1中公开的技术。在专利文献1所公开的停车辅助系统中，在车辆一边后退一边停车时显示后方摄像机的图像来引导车辆。而且，当供电单元进入到车辆的下部而无法进行摄影时，以比通常的充电时的电力弱的电力对供电单元进行励磁，基于在受电单元中检测出的电力的大小，来计算供电单元与受电单元之间的距离，从而判定车辆的位置。

专利文献1：日本特开2011-15549号公报

发明内容

然而，在专利文献1所公开的以往的例子中，在车辆离供电单元远的情况下，使用由摄像机拍摄到的图像来引导车辆，因此无法判断从供电单元输出的磁通是否与搭载于车辆的受电单元交链。因而，从供电单元输出的磁通有可能给车辆的周围带来影响。

本发明是为了解决这样的以往的问题而完成的，其目的在于提供一种能够避免从供电装置输出的磁通给车辆的周围带来的影响的非接触供电系统和非接触供电系统的线圈位置检测方法。

在本发明的一个方式所涉及的线圈位置检测方法中，根据受电线圈相对于送电线圈的位置，来变更送电线圈的励磁电压和励磁频率，基于对送电线圈进行了励磁时的受电线圈中的受电电压，来检测受电线圈的位置。

本发明的一个方式所涉及的非接触供电系统具备励磁电压及频率变更电路，该励磁电压及频率变更电路根据送电线圈与受电线圈的位置关系，来变更送电线圈的励磁电压和励磁频率。还具备位置检测电路，该位置检测电路基于对送电线圈进行了励磁时的受电线圈中的受电电压，来检测受电线圈的位置。

发明的效果

根据本发明，变更送电线圈的励磁电压，并基于受电线圈中的受电电压来检测受电线圈的位置，因此能够避免因励磁产生的磁通给周围带来的影响。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的非接触供电系统的结构的框图。

图2涉及本发明的第一实施方式，是示出各耦合系数时的频率与受电电压之间的关系的特性图，示出将微弱励磁的频率设定为f1的情况。

图3涉及本发明的第一实施方式，是示出各耦合系数时的频率与受电电压之间的关系的特性图，示出将弱励磁的频率设定为范围M1(频率f2)的情况。

图4涉及本发明的第一实施方式，是示出各耦合系数时的频率与受电电压之间的关系的特性图，示出将弱励磁的频率设定为范围M2(频率f3)的情况。

图5涉及本发明的第一实施方式，是示出耦合系数与受电电压之间的关系的特性图。

图6涉及本发明的第一实施方式，是示出各频率范围内的耦合系数与受电电压之间的关系的特性图。

图7涉及第一实施方式的变形例，是示出各耦合系数时的频率与受电电压之间的关系的特性图。

图8是示出本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的概要性的处理过程的流程图。

图9是示出本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的受电装置中的处理过程的流程图。

图10是示出本发明的第一实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置中的处理过程的流程图。

图11是示出本发明的第二实施方式所涉及的非接触供电系统的概要性的处理过程的流程图。

图12是示出本发明的第二实施方式所涉及的非接触供电系统的受电装置中的处理过程的流程图。

图13是示出本发明的第二实施方式所涉及的非接触供电系统的供电装置中的处理过程的流程图。

图14是示出本发明的第三实施方式所涉及的非接触供电系统的概要性的处理过程的流程图。

图15是示出第三实施方式的变形例所涉及的非接触供电系统的概要性的处理过程的流程图。

具体实施方式

[第一实施方式的说明]

下面，参照附图来说明应用了本发明的一个实施方式。

[非接触供电系统的结构]

图1是示出能够采用本实施方式所涉及的线圈位置检测方法的非接触供电系统的结构的框图。如图1所示，该非接触供电系统1具备作为地面侧单元的供电装置100以及作为车辆侧单元的受电装置200。该非接触供电系统1从配置于供电桩等的供电装置100向搭载于电动汽车、混合动力车等车辆10的受电装置200以非接触方式供给电力，来对车载蓄电池进行充电。

供电装置100具备配置于供电桩附近的停车空间2的送电线圈12。另一方面，受电装置200具备设置于车辆10的底面的受电线圈22。该受电线圈22被配置为在车辆10停在停车空间2的规定位置(后述的可供电位置)时与送电线圈12相向。

送电线圈12由包含导线的初级线圈构成，用于向受电线圈22输送电力。另外，受电线圈22由同样包含导线的次级线圈构成，用于接收来自送电线圈12的电力。通过两个线圈之间的电磁感应作用，能够以非接触方式从送电线圈12向受电线圈22供给电力。

地面侧的供电装置100具备电力控制部11、送电线圈12、无线通信部13以及控制部14。

电力控制部11是用于将从交流电源110输送的交流电力转换为高频的交流电力后输送到送电线圈12的电路。而且，电力控制部11具备整流部111、PFC电路112、DC电源114以及逆变器113。

整流部111是与交流电源110电连接来对从交流电源110输出的交流电力进行整流的电路。PFC电路112是用于通过对从整流部111输出的波形进行整形来改善功率因数的电路(Power Factor Correction：功率因数校正)，被连接在整流部111与逆变器113之间。

逆变器113具备由IGBT等开关元件构成的PWM控制电路，基于开关控制信号将直流电力转换为交流电力后供给到送电线圈12。DC电源114输出将送电线圈12设为微弱励磁(在后面叙述详细内容)时的直流电压。

无线通信部13与设置于车辆10侧的无线通信部23进行双向的通信。

控制部14对供电装置100整体进行控制，具备逆变器控制部141、PFC控制部142以及序列控制部143。在车辆10要停到停车空间2时，控制部14执行停车位置的判定处理。此时，PFC控制部142生成送电线圈12的励磁电力指令，逆变器控制部141生成励磁电力的频率指令、占空比，来控制逆变器113。由此，控制部14从送电线圈12向受电线圈22输送用于判定停车位置的电力。如后述的那样，在实施停车位置的判定处理时，通过将送电线圈12设为微弱励磁或弱励磁，来输送用于停车位置判定的电力。另外，序列控制部143经由无线通信部13来与受电装置200之间交换序列信息。因而，控制部14具备作为励磁电压及频率变更电路的功能，该励磁电压及频率变更电路根据受电线圈22相对于送电线圈12的位置，来变更送电线圈12的励磁电压和励磁频率。

另一方面，车辆10侧的受电装置200具备受电线圈22、无线通信部23、充电控制部24、整流部25、继电器部26、蓄电池27、逆变器28、马达29以及通知部30。

受电线圈22被配置在如下位置：当将车辆10停在停车空间2的规定的停止位置时，受电线圈22正对送电线圈12的正上方，且离送电线圈12的距离为规定的值。

无线通信部23与设置于供电装置100侧的无线通信部13进行双向的通信。

充电控制部24是用于对蓄电池27的充电进行控制的控制器，具备电压判定部241。特别是，在车辆10要停到停车空间2时，充电控制部24执行停车位置的判定处理。此时，电压判定部241对由受电线圈22接收的电力进行监视。而且，基于对送电线圈12进行了励磁时的受电线圈22中的受电电压，来检测受电线圈22的位置。即，充电控制部24具备作为位置检测电路的功能。在后面记述停车位置的判定处理的详细内容。另外，充电控制部24对无线通信部23、通知部30、继电器部26等进行控制，将开始充电的意思的信号经由无线通信部23发送到供电装置100的控制部14。

整流部25连接于受电线圈22，由将利用受电线圈22接收到的交流电力整流为直流的整流电路构成。

继电器部26具备继电器开关，该继电器开关通过充电控制部24的控制在接通与断开之间进行切换。另外，继电器部26通过将继电器开关断开，来使包括蓄电池27的主电路系统与成为充电电路部的受电线圈22及整流部25分离。

蓄电池27是将多个二次电池连接而构成的，成为车辆10的电力源。

逆变器28具备由IGBT等开关元件构成的PWM控制电路，基于开关控制信号将从蓄电池27输出的直流电力转换为交流电力后供给到马达29。

马达29例如由三相的交流电动机构成，成为用于驱动车辆10的驱动源。

通知部30由警告灯、导航系统的显示器或扬声器等构成，基于充电控制部24的控制向用户输出光、图像或声音等。

根据这种结构，非接触供电系统1通过送电线圈12与受电线圈22之间的电磁感应作用来以非接触状态进行高频电力的输送和接收。即，通过向送电线圈12供给电力，在送电线圈12与受电线圈22之间产生磁耦合，来从送电线圈12向受电线圈22供给电力。

[送电线圈12的微弱励磁和弱励磁的说明]

本实施方式所涉及的非接触供电系统1在要将车辆10停到停车空间2来进行非接触供电时，执行用于判定车辆10是否到达了能够供电的停车位置的停车位置的判定处理。以下，将能够由受电线圈22接收送电线圈12输送的电力并向蓄电池27供电的停车位置称为“可供电位置”。即，在车辆10停到停车空间2的可供电位置的情况下，成为送电线圈12与受电线圈22相向的位置。更详细地说，送电线圈12与受电线圈22之间的耦合系数达到固定的耦合系数(将该耦合系数设为“容许耦合系数”)。在此，“耦合系数”表示送电线圈12被励磁而输出的磁通中的与受电线圈22交链的磁通的比例。因而，在双方的线圈12、22正对时耦合系数最大。另外，“容许耦合系数”表示实施非接触供电时的最低限度的耦合系数。

在停车位置的判定处理中，在检测到车辆10接近可供电位置时，向送电线圈12供给微弱电力来作为判定用的电力，来将送电线圈12设为微弱励磁。并且，在车辆10接近可供电位置且由受电线圈22接收的电压超过预先设定的第一阈值电压Vth1的情况下，向送电线圈12供给弱电力，来将送电线圈12设为弱励磁，该弱电力是比上述的微弱电力大的电力。例如，在由于车辆10接近停车空间2的可供电位置而受电线圈22的一部分与送电线圈12重叠、并且在受电线圈22中产生电压且该电压达到第一阈值电压Vth1的情况下，将送电线圈12从微弱励磁切换为弱励磁。

并且，在将送电线圈12设为弱励磁之后受电线圈22中的受电电力超过预先设定的第二阈值电压Vth2时，判断为车辆10到达了可供电位置。换言之，判断为送电线圈12与受电线圈22的耦合系数达到了容许耦合系数。以下，对将送电线圈12从微弱励磁向弱励磁切换的理由进行说明。

在车辆10不断接近可供电位置的情况下，有可能有人靠近被设置于停车空间2的适当位置的送电线圈12或在送电线圈12的附近放置金属制的异物。因而，在送电线圈12被励磁时，有可能给人体、异物带来影响，因此期望尽量减弱送电线圈12的励磁。因此，在车辆10存在于离停车空间2远的位置的情况下，将送电线圈12设为微弱励磁。

另一方面，在送电线圈12被设为微弱励磁的情况下，受电线圈22中的受电电力、即所检测到的电压成为极低的电压。因此，在一般所使用的廉价的检测设备中，难以高精度地测定受电线圈22中产生的电压。因此，需要具有高性能的检测设备。也就是说，减轻对人体或异物的影响与提高电压的检测精度成为二律背反。

在本实施方式中，在将送电线圈12设为微弱励磁时，为了获得更高的受电电压，以送电线圈12与受电线圈22的谐振点附近的频率对送电线圈进行励磁。而且，不使用具有高性能的检测设备就能够检测电压。另一方面，在车辆10接近可供电位置的情况下，通过从微弱励磁切换为弱励磁，来以高精度检测车辆10的位置。

下面，详细地说明将使送电线圈12为微弱励磁时的励磁频率设定为送电线圈12与受电线圈22的谐振点附近的频率的理由。

图2是示出励磁频率同受电电压、及送电线圈12与受电线圈22的耦合系数之间的关系的特性图。图2所示的曲线群P1表示将送电线圈12设为微弱励磁(基于微弱电压的励磁)时的各耦合系数时的频率与受电电压[dBV]之间的关系。此外，受电电压[dBV]表示对数。曲线群P2表示将送电线圈12设为弱励磁(基于比微弱电压大的弱电压的励磁)时的各耦合系数时的频率与受电电压[dBV]之间的关系。

在曲线群P1中，耦合系数按曲线p1、p2、p3(p3-1)的顺序依次变大。而且，在各曲线p1～p3中，在两个谐振点的频率q1、q1a附近受电电压变高。

另一方面，在曲线群P2中，耦合系数按曲线p3(p3-2)、p4、p5、p6、p7的顺序依次变大。此外，曲线群P1中包含的曲线p3(标记为p3-1)与曲线群P2中包含的曲线p3(标记为p3-2)为同一耦合系数。因而，谐振点一致。

另外，曲线群P2中包含的曲线p7表示耦合系数最大时的特性，曲线p5表示耦合系数达到容许耦合系数时的特性。如上所述，容许耦合系数表示送电线圈12与受电线圈22的位置关系成为能够执行非接触供电的状态时的耦合系数。因而，在送电线圈12与受电线圈22的耦合系数超过容许耦合系数的情况下，能够进行非接触供电。此外，以下将图2所示的各曲线p1～p7的耦合系数分别设为K1～K7。

如根据图2的各曲线群P1、P2能够理解的那样，由送电线圈12和受电线圈22构成的电路具有两个谐振点(峰频率)。而且，较低一方的谐振点(峰频率)为同相谐振点，较高一方的谐振点(峰频率)为反相谐振点。并且，在曲线群P2中，耦合系数越大，则两个谐振点的间隔越宽。同相谐振点、反相谐振点是周知的技术，因此省略详细的说明。

而且，在本实施方式中，在将送电线圈12设为微弱励磁时，将对送电线圈12进行励磁时的频率设定为由送电线圈12和受电线圈22形成的电路的谐振频率的附近的频率。例如图2所示的那样，设定为同相谐振点q1的附近的频率f1。通过这样设置，即使是微弱励磁，也能够在受电线圈22中获得更高的受电电压。也就是说，不使用高精度的检测器就能够检测受电电压。

在将送电线圈12设为微弱励磁的状态下，在车辆10接近停车空间2的可供电位置、且受电线圈22的受电电压达到图2所示的第一阈值电压Vth1的情况下，将送电线圈12从微弱励磁切换为弱励磁。例如，在耦合系数变为K3(曲线p3-1)时，在受电电压超过第一阈值电压Vth1的情况下，在该时间点将送电线圈12从微弱励磁切换为弱励磁。此外，在图2的频率f1处，“×”符号表示没有达到第一阈值电压Vth1，“○”符号表示达到了第一阈值电压Vth1。

在此，在向弱励磁切换时，与此同时变更对送电线圈12进行励磁时的频率。此时，设定为下述(A)、(B)所示的频率范围中的某一范围的频率。

(A)耦合系数变为最大耦合系数K7时的谐振点、即比曲线p7的峰(图2的q2)低的固定范围的频率(用图3的M1表示)

(B)容许耦合系数K5时的曲线p5与最大耦合系数K7时的曲线p7相交的频率q3同上述频率q2之间的频率(用图3的M2表示)

[切换为上述(A)的范围的频率的情况]

下面，参照图3所示的特性图来说明设为上述(A)的范围的频率的情况。在将送电线圈12从微弱励磁切换为弱励磁时，与此同时切换励磁频率。此时，送电线圈12的励磁电压发生变化，因此耦合系数K3时的特性从曲线p3-1切换为曲线p3-2。另外，设定为弱励磁时的受电电压(图3所示的Vth3；下限阈值电压)大于微弱励磁时的受电电压(图2所示的Vth1)。即，如图3所示，当耦合系数上升并进行从微弱励磁向弱励磁的切换时，受电电压从Vth1切换为Vth3(Vth3>Vth1)。图5是示出耦合系数与受电电压之间的关系的特性图，通过从微弱励磁切换为弱励磁，从曲线S1切换为曲线S2。

并且，将切换为弱励磁时的励磁频率设定为图3所示的范围M1的频率、例如频率f2。通过这样，如图3所示，受电线圈22中的受电电压随着耦合系数的上升(按曲线p3-2、p4、p5、p6、p7顺序)而单调增加。此外，在图3的频率f2处，“×”符号表示没有达到第二阈值电压Vth2，“○”符号表示达到了第二阈值电压Vth2。

因而，在将励磁频率设定为频率f2的状态下，当使车辆10逐渐接近可供电位置时，超过作为容许耦合系数K5(曲线p5)时的受电电压的第二阈值电压Vth2，并且如果使车辆10在耦合系数接近最大值的位置停车，则能够使车辆10在最大耦合系数K7处或其附近停车。

即，在例如由图1所示的通知部30发出了受电电压达到第二阈值电压Vth2的通知的情况下，如果之后使车辆10在恰当的位置停车，则车辆10在可供电位置停车。

图6是示出耦合系数与受电电压[dBV]之间的关系的特性图，曲线S11表示将频率设定为上述(A)的条件时的耦合系数与受电电压之间的关系。而且，如根据曲线S11能够理解的那样，受电电压随着耦合系数的增加而单调增加，因此如上所述，能够通过容易的操作对准耦合系数最大的位置或其附近的位置。

此外，在上述中，对设定为比最大耦合系数K7时的曲线p7的同相谐振点的频率q2低的频率的例子进行了说明，但还能够设定为比图2所示的反相谐振点的频率q2a高的频率。在该情况下，也如根据图2能够明确的那样，受电电压随着耦合系数的增加而单调增加，因此能够实现与上述同样的效果。另外，范围M1的下限值能够设定为比频率q2低的任意的频率。

[切换为上述(B)的范围的频率的情况]

接着，参照图4所示的特性图来说明设为上述(B)的范围的频率的情况。在该例子中，在将送电线圈12从微弱励磁切换为弱励磁时，与此同时设定为图4所示的范围M2的频率。详细地说，将容许耦合系数K5时的曲线p5与最大耦合系数K7时的曲线p7相交的频率设为q3，设定为从该频率q3至上述的频率q2的范围M2的频率。

在该情况下，当如图4所示那样耦合系数增加时，受电电压随之上升，但在某一固定的水平，受电电压转变为下降。也就是说，并不是单调增加，而是按图4所示的标记a1、a3、a2的顺序变化。但是，即使在受电电压转变为下降的情况下，也不低于容许耦合系数K5时的受电电压(第二阈值电压Vth2)。即，如图6的曲线S12所示，当耦合系数增加时，受电电压超过第二阈值电压Vth2(耦合系数K5时的受电电压；基准电压)并达到最大电压。之后，受电电压转变为下降，但不低于第二阈值电压Vth2。

因而，与上述的范围M1的情况同样地，在例如由图1所示的通知部30发出了受电电压达到第二阈值电压Vth2的通知的情况下，如果之后使车辆10在恰当的位置停车，则车辆10在可供电位置停车。

此外，在此处的说明中对同相谐振点进行了说明，但关于反相谐振点也能够获得同样的效果。

[切换为上述(A)、(B)的范围以外的频率的情况]

接着，对将切换为弱励磁时的频率设定为上述(A)、(B)所示的范围以外的频率的情况进行说明。如图4所示，当设定为比频率q3高的频率的范围M3时，受电电压随着耦合系数的增加而如图6的曲线S13所示的那样变化。具体地说，受电电压随着耦合系数的增加而上升，当超过容许耦合系数K5时(超过第二阈值电压Vth2时)，受电电压转变为下降。另外，受电电压变得低于作为容许耦合系数K5时的受电电压的第二阈值电压Vth2。即，受电电压随着耦合系数的变化而如图6的曲线S13所示的那样变化，因此在获得某个受电电压的情况下，无法判断该受电电压是在大于K5的耦合系数时产生的，还是在小于K5的耦合系数时产生的。因而，有可能无法判断车辆10是否处于可供电位置。即，在将送电线圈12设为弱励磁时，设定为上述的(A)、(B)所示的频率的范围M1或M2，从而能够可靠地使车辆10在可供电位置停车。此外，图6所示的曲线S14表示频率q2的情况，曲线S15表示频率q3的情况。

像这样，在本实施方式中，在车辆10向可供电位置接近时，初始设为微弱励磁。此时，将送电线圈12的励磁频率设定为谐振点附近的频率，使得由受电线圈22得到的受电电压进一步升高。之后，在车辆10接近可供电位置的情况下，例如在受电线圈22与送电线圈12的一部分重叠的情况下，切换为弱励磁。此时，将励磁频率设定为上述的(A)、(B)所示的范围M1、M2的频率。能够理解，通过这样，不需要使用检测精度高的检测设备，且能够可靠地将车辆10引导至可供电位置。

[停车位置的判定处理的说明]

接着，参照图8～图10所示的流程图来说明使用本实施方式所涉及的线圈位置检测方法来判定车辆10的停车位置的处理。图8是概要性地示出整体的流程的流程图。另外，图9示出搭载于车辆10的受电装置200的处理过程，图10示出供电装置100的处理过程。

如图8所示，在步骤S1中，本实施方式所涉及的非接触供电系统1开始进行设置于车辆10侧的受电装置200与设置于地面侧的供电装置100之间的通信。

接着，在步骤S2中将送电线圈12设为微弱励磁，在步骤S3中判断车辆10是否接近可供电位置。

之后，在步骤S4中将送电线圈12切换为弱励磁，在步骤S5中判断车辆10是否停在可供电位置。而且，在判断为车辆10停在可供电位置的情况下，在步骤S6中执行非接触供电。

接着，参照图9所示的流程图来说明搭载于车辆10的受电装置200的处理过程。首先，在步骤S11中，受电装置200的充电控制部24开始进行与地面侧的供电装置100之间的通信，向该供电装置100发送微弱励磁请求信号。该通信在无线通信部23与无线通信部13之间执行。此时，通信开始的触发能够通过用户的手动操作、自动停车系统的启动、受电装置200的搜索等来进行。其结果，送电线圈12被设为微弱励磁(参照后述的图10的S32)。

在步骤S12中，充电控制部24获取受电线圈22中的受电电压Va，并且，在步骤S13中判断该受电电压Va是否达到预先设定的第一阈值电压Vth1。

具体地说，如上述的图2的曲线群P1所示的那样，在送电线圈12被设为频率f1下的微弱励磁时，当车辆10接近可供电位置而使送电线圈12与受电线圈22之间的耦合系数增加时，受电电压(将该受电电压设为Va)按曲线p1、p2、p3-1的顺序上升，在变为耦合系数K3(曲线p3-1)时，受电电压达到第一阈值电压Vth1。例如，受电线圈22的一部分与送电线圈12重叠而产生受电电压Va，且该受电电压Va达到第一阈值电压Vth1。

在受电电压Va超过第一阈值电压Vth1的情况下(在步骤S13中为“是”)，在步骤S14中，充电控制部24利用无线通信部23向供电装置100发送表示车辆10接近可供电位置的接近信号Q1。其结果，送电线圈12从微弱励磁切换为弱励磁(参照后述的图10的S34)。此时，励磁频率被设定为图3所示的范围M1或M2表示的频率。

在步骤S15中，充电控制部24获取受电线圈22中的受电电压(将该受电电压设为Vb)，并且，在步骤S16中判断该受电电压Vb是否达到预先设定的第二阈值电压Vth2。如上所述，将送电线圈12与受电线圈22之间的耦合系数达到容许耦合系数K5时的受电电压Vb设定为第二阈值电压Vth2。

因而，在受电电压Vb超过第二阈值电压Vth2的情况下(在步骤S16中为“是”)，在步骤S17中，充电控制部24发送确认信号Q2，该确认信号Q2是表示车辆10到达了可供电位置的信号。

此时，在如上所述那样弱励磁的频率在图3的M1表示的范围的情况下，受电电压随着耦合系数的增加而单调增加，因此通过使车辆10在受电电压成为最大值的位置停车，能够容易且可靠地使车辆10在可供电位置停车。

另外，在弱励磁的频率在图3的M2表示的范围的情况下，车辆10到达可供电位置，受电电压虽然不单调增加，但不低于成为容许耦合系数时的受电电压，因此通过在受电电压Vb超过第二阈值电压Vth2之后使车辆停车，能够容易且可靠地使车辆10在可供电位置停车。

另一方面，在图9的步骤S16中受电电压Vb没有达到第二阈值电压Vth2的情况下(在步骤S16中为“否”)，在步骤S18中，充电控制部24判断受电电压Vb是否超过预先设定的第三阈值电压Vth3。第三阈值电压Vth3是用于在将送电线圈12设为弱励磁时判断为送电线圈12离开受电线圈22的电压(参照图5的曲线S2)。

因而，在受电电压Vb低于第三阈值电压Vth3的情况下(在步骤S18为“否”)，在步骤S19中发送检测NG信号。送电线圈12基于该检测NG信号从弱励磁再次切换为微弱励磁，返回到步骤S12的处理。

另外，在受电电压Vb不低于第三阈值电压Vth3的情况下(在步骤S18中为“是”)，使处理返回到步骤S15。

接着，参照图10所示的流程图来说明供电装置100的处理过程。首先，在步骤S31中，供电装置100的控制部14判断是否获取到微弱励磁请求信号。微弱励磁请求信号是在图9的步骤S11的处理中由受电装置200的无线通信部23发送的信号。

在获取到微弱励磁请求信号的情况下(在步骤S31中为“是”)，在步骤S32中，控制部14向送电线圈12供给微弱励磁的电力，来将该送电线圈12设为微弱励磁。此时，如上所述那样将励磁频率设定为谐振点附近的频率。例如，设定为图2所示的频率f1。

在步骤S33中，控制部14判断是否接收到通过图9的步骤S14的处理发送的接近信号Q1。在接收到接近信号Q1的情况下(在步骤S33中为“是”)，在步骤S34中，控制部14使向送电线圈12供给的电力增大来切换为弱励磁。此时，如上所述那样以使设为弱励磁时的送电线圈12的励磁频率成为图3所示的范围M1或范围M2的频率的方式进行设定。

在步骤S35中，控制部14判断是否接收到通过图9的步骤S17的处理发送的确认信号Q2。

在没有接收到确认信号Q2的情况下、即车辆10没有到达可供电位置的情况下(在步骤S35中为“否”)，在步骤S37中，控制部14判断是否接收到通过图9的步骤S19的处理发送的检测NG信号。

在没有接收到检测NG信号的情况下(在步骤S37中为“否”)，使处理返回到步骤S34，继续进行弱励磁。另一方面，在接收到检测NG信号的情况下(在步骤S37中为“是”)，在步骤S38中，控制部14停止进行弱励磁。并且，使处理返回到步骤S32，来将送电线圈12设为微弱励磁。

另外，在步骤S35的处理中接收到确认信号Q2的情况下(在步骤S35中为“是”)，在步骤S36中，控制部14判断为车辆10停在停车空间2的可供电位置，判断为能够进行非接触供电。

这样，在要将车辆10停在非接触充电用的停车空间2时，首先将送电线圈12设为微弱励磁，在车辆10接近可供电位置的情况下，将送电线圈12切换为弱励磁。而且，在车辆10到达可供电位置的情况下，判断为能够进行供电，并进行非接触充电。

通过这样，在采用了本实施方式所涉及的线圈位置检测方法的非接触供电系统1中，根据受电线圈22相对于送电线圈12的位置，来变更送电线圈12的励磁电压和励磁频率。而且，基于在受电线圈22中检测出的受电电压，来检测受电线圈22的位置。因而，不需要使用高精度的检测设备，且能够可靠地检测受电线圈22相对于送电线圈12的位置。

另外，在直到车辆10到达进行非接触供电的停车空间2的可供电位置为止的期间，将送电线圈12设为微弱励磁。即，设为第一频率(f1)且第一励磁电压下的第一励磁(微弱励磁)。之后，在车辆10接近停车空间2并到达可供电位置的情况下，也就是说，在受电电压达到第一阈值电压Vth1的情况下，将送电线圈12切换为弱励磁。即，切换为第二频率(f2)且第二励磁电压下的第二励磁(弱励磁)。而且，在设为弱励磁时，在耦合系数达到容许耦合系数的情况下，判断为能够进行供电。

因而，在车辆10不断接近停车空间2的情况下，将送电线圈12设为微弱励磁(第一励磁)，因此即使在送电线圈12的附近有人存在或者放置有金属制的异物的情况下，也能够避免给这些人或异物带来的影响。并且，在车辆10到达可供电位置的情况下，设为图3、图4所示的范围M1、M2的励磁频率的弱励磁(相比于第一励磁而言励磁电压相对大的第二励磁)，因此能够可靠地将车辆10引导到可供电位置。

即，在切换为弱励磁时，将励磁频率设定为图3所示的范围M1或范围M2的频率，因此受电电压随着耦合系数的变化而如图6中示出的曲线S11或S12所示的那样变化，因此在受电电压超过第二阈值电压Vth2的情况下，能够可靠地判断为车辆10到达可供电位置。因而，能够可靠且容易地使车辆10在可供电位置停车。

另外，将设为微弱励磁时的频率(第一频率)设定为谐振频率附近的频率(参照图2的f1)，因此受电线圈22中产生的受电电压变为大的值，能够利用比较廉价的通用的检测设备检测受电电压。

并且，在将送电线圈12设为弱励磁(第二励磁)之后，在受电电压低于下限阈值电压Vth3的情况下，恢复到微弱励磁(第一励磁)，因此例如即使在车辆10在停车空间2的附近掉头的情况等暂时靠近停车空间2之后再次远离停车空间2那样的情况下，也能够可靠地在弱励磁与微弱励磁之间进行切换。

另外，将设为弱励磁时的频率(第二频率)设为图3、图4中示出的范围M1、M2内的频率。详细地说，设定为具有如下特性的频率：在将耦合系数增加并达到容许耦合系数时的受电电压设为基准电压(例如，第二阈值电压Vth2)时，之后在耦合系数增加时，受电电压不低于基准电压。因而，在受电电压达到基准电压的情况下，车辆可靠地停在可供电位置，因此能够可靠地执行非接触供电。

并且，通过将设为弱励磁时的频率(第二频率)设定为比图3中示出的同相谐振点的频率f2低的频率(范围M1)或比图3中示出的反相谐振点的频率高的频率，受电电压随着耦合系数的增加而单调增加，因此能够可靠地使车辆在可供电位置停车。

另外，设定为使设为弱励磁(第二励磁)时的最小受电电压高于设为微弱励磁(第一励磁)时的最大受电电压。具体地说，设定为图5中示出的下限阈值电压Vth3大于第一阈值电压Vth1。根据这样的设定，在从微弱励磁切换为弱励磁时，受电电压上升，因此能够顺利地检测受电电压。

[第一实施方式的变形例的说明]

接着，对上述的第一实施方式的变形例进行说明。在第一实施方式中示出如下例子：在将送电线圈12设为微弱励磁时，在受电线圈22中的受电电压Va达到第一阈值电压Vth1的情况下，切换为弱励磁。

与此相对，在变形例所涉及的线圈位置检测方法中，在将送电线圈12设为微弱励磁时，以在受电线圈22中检测出受电电压为条件，将送电线圈12切换为弱励磁。即，在设为微弱励磁时，检测到的受电电压极小，在受电线圈22的一部分与送电线圈12重叠的情况下，检测受电电压。

即，如图7所示，在将励磁频率设为f1来进行微弱励磁的情况下，在耦合系数达到固定的水平(在图中为曲线p3的情况)的情况下检测受电电压。在图7中，在耦合系数达不到K3(曲线p3-1)的情况下(受电电压小于Vth1的情况下)，不产生受电电压，因此特性曲线为空白。然后，在检测到该受电电压时切换为弱励磁。即，在将送电线圈12设为第一励磁(微弱励磁)且在受电线圈22中检测到受电电压时，切换为第二励磁(弱励磁)。在设为这样的过程的情况下，也能够实现与上述的第一实施方式同样的效果。

[第二实施方式的说明]

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。在上述的第一实施方式中说明了如下例子：在将送电线圈12设为微弱励磁时，在车辆10接近停车空间2的可供电位置且受电线圈22中检测到的受电电压Va超过第一阈值电压Vth1时，将送电线圈12切换为弱励磁。

与此相对，在第二实施方式中，在受电电压Va超过第一阈值电压Vth1之后，在车辆10停止的情况下，将送电线圈12切换为弱励磁。系统的结构与图1中示出的结构相同，因此省略结构说明。

下面，参照图11～图13来说明采用了第二实施方式所涉及的线圈位置检测方法的非接触供电系统的处理过程。图11是概要性地示出整体的流程的流程图。另外，图12示出搭载于车辆10的受电装置200的处理过程，图13示出供电装置100的处理过程。

如图11所示，在步骤S1中，第二实施方式所涉及的非接触供电系统1开始进行设置于车辆10侧的受电装置200与设置于地面侧的供电装置100之间的通信。

接着，在步骤S2中将送电线圈12设为微弱励磁，在步骤S3中判断车辆10是否接近可供电位置。在步骤S3a中判断车辆10是否已停车。之后，在步骤S4中将送电线圈12切换为弱励磁，在步骤S5中判断车辆10是否在可供电位置停车。而且，在判断为车辆10在可供电位置停车的情况下，执行非接触充电。

接着，参照图12所示的流程图来说明受电装置200的处理过程。对比于上述的图9所示的处理，图12所示的处理在追加了步骤S14a、S14b的处理这方面不同。除此以外的处理、即步骤S11～S14、S15～S19的处理与图9所示的处理相同，因此标注同一步骤编号并省略说明。

当在图12的步骤S14中发送接近信号Q1时，充电控制部24判断车速V1是否小于预先设定的阈值速度V0。阈值速度V0是用于判定车辆10的停车的数值，在车辆10停车的情况下，V1<V0。

而且，在车辆10停车的情况下(在步骤S14a中为“是”)，在步骤S14b中，充电控制部24发送车辆停车信号。之后，转移到步骤S15的处理。

接着，参照图13所示的流程图来说明供电装置100的处理过程。对比于上述的图10所示的处理，图13所示的处理在追加了步骤S33a的处理这方面不同。除此以外的处理、即步骤S31～S33、S34～S38的处理与图10所示的处理相同，因此标注同一步骤编号并省略说明。

当在图13的步骤S33中控制部14接收到接近信号Q1时，接下来在步骤S33a中判断是否接收到车辆停车信号。而且，在接收到车辆停车信号的情况下(在步骤S33a中为“是”)，使处理进入步骤S34，将送电线圈设为弱励磁。

这样，在采用了第二实施方式所涉及的线圈位置检测方法的非接触供电系统1中，在将送电线圈12设为微弱励磁且车辆10接近可供电位置的情况下，之后在车辆10停车时，将送电线圈的励磁从微弱励磁切换为弱励磁。通过设定车辆10停车这样的条件，能够安全地从微弱励磁切换为弱励磁。并且，还能够在车辆停车时设定某些切换条件。

[第三实施方式的说明]

接着，对本发明的第三实施方式进行说明。在上述的第一实施方式中说明了如下情况：搭载于车辆10的受电装置200与进行非接触供电的供电装置100以一对一的方式对应。与此相对，在第三实施方式中，对存在多个停车空间的情况进行说明。在该情况下，需要进行车辆10与非接触供电用的停车空间2之间的配对处理。

下面，参照图14所示的流程图来说明第三实施方式所涉及的非接触供电系统1的作用。对比于上述的图8，在步骤S1之后追加了步骤S1a的处理这方面不同。而且，在步骤S1a的处理中执行配对处理。在该处理中，使用无线LAN来在车辆10与设置于各停车空间的多个供电装置之间进行通信。然后，在通过通信决定了实施供电的供电装置100的情况下，由设置于该供电装置100的送电线圈12开始进行弱励磁。之后的处理与上述的图8相同，因此省略说明。

像这样，在第三实施方式中，在车辆10与停车空间之间执行配对，因此通过搭载于车辆10的受电装置200与同该车辆10配对的停车空间的供电装置100之间的通信，来进行上述的微弱励磁、弱励磁的切换。因而，即使在存在多个停车空间的情况下，也能够可靠地在不存在期望的停车空间的可供电位置停车。

[第三实施方式的变形例的说明]

接着，对第三实施方式的变形例进行说明。在变形例中，使用微弱励磁来执行配对。即，如图15的流程图所示，在步骤S2的处理中对设置于各停车空间的供电装置100的送电线圈12进行微弱励磁。并且，在步骤S2a中，通过将通信数据叠加于进行微弱励磁时的电力，并检测微弱励磁电力，来进行配对。之后，执行步骤S3以后的处理。

即使设为这种结构，也能够使车辆10与多个供电装置100中的一个供电装置100配对，且能够将车辆10停在配对完成的供电装置100的停车空间来进行非接触供电。

另外，由于使用微弱励磁进行配对，因此不需要进行其它通信，能够使结构简化。另外，在该变形例中，设置于多个供电装置100的送电线圈12全部被微弱励磁，但励磁电力小，因此给周围的人、金属制的异物带来影响的可能性极低。

以上，基于图示的实施方式对本发明的非接触供电系统的线圈位置检测方法和非接触供电系统进行了说明，但本发明不限定于此，各部的结构能够置换为具有同样的功能的任意的结构。

附图标记说明

1：非接触供电系统；2：停车空间；10：车辆；11：电力控制部；12：送电线圈；13：无线通信部；14：控制部；22：受电线圈；23：无线通信部；24：充电控制部；25：整流部；26：继电器部；27：蓄电池；28：逆变器；29：马达；30：通知部；100：供电装置；110：交流电源；111：整流部；112：PFC电路；113：逆变器；114：DC电源；141：逆变器控制部；142：PFC控制部；143：序列控制部；200：受电装置；241：电压判定部。

Claims (9)

1.一种非接触供电系统的线圈位置检测方法，用于检测非接触供电系统的车辆侧的受电线圈的位置，所述非接触供电系统用于从地面侧的送电线圈向所述受电线圈供电，所述线圈位置检测方法的特征在于，

根据相对于所述送电线圈发生变化的所述受电线圈的位置，来变更所述送电线圈的励磁电压和励磁频率，

基于对所述送电线圈进行了励磁时的所述受电线圈中的受电电压，来检测所述受电线圈的位置。

2.根据权利要求1所述的非接触供电系统的线圈位置检测方法，其特征在于，

在将所述送电线圈设为第一励磁、且所述受电线圈中检测出的受电电压达到第一阈值电压时，将所述送电线圈设为第二励磁，其中，所述第一励磁是第一频率且第一励磁电压下的励磁，所述第二励磁是第二频率且比所述第一励磁电压大的第二励磁电压下的励磁，

基于将所述送电线圈设为第二励磁时的所述受电线圈中的受电电压，来检测所述受电线圈的位置。

3.根据权利要求2所述的非接触供电系统的线圈位置检测方法，其特征在于，

在将所述送电线圈设为所述第二励磁时，在所述受电线圈中的受电电压低于下限阈值电压(Vth3)时，将所述送电线圈设为所述第一励磁。

4.根据权利要求1所述的非接触供电系统的线圈位置检测方法，其特征在于，

在将所述送电线圈设为第一励磁、且在所述受电线圈中检测到受电电压时，将所述送电线圈设为第二励磁，其中，所述第一励磁是第一频率且第一励磁电压下的励磁，所述第二励磁是第二频率且比所述第一励磁电压大的第二励磁电压下的励磁，

基于将所述送电线圈设为第二励磁时的所述受电线圈中的受电电压，来检测所述受电线圈的位置。

5.根据权利要求2～4中的任一项所述的非接触供电系统的线圈位置检测方法，其特征在于，

将所述第一频率设定为由所述受电线圈和所述送电线圈形成的电路的谐振频率附近的频率。

6.根据权利要求2～4中的任一项所述的非接触供电系统的线圈位置检测方法，其特征在于，

将所述第二频率设定为具有以下特性的频率：

在将耦合系数增加并达到容许耦合系数时的受电电压设为基准电压时，之后在耦合系数增加时，受电电压不低于所述基准电压。

7.根据权利要求2～4中的任一项所述的非接触供电系统的线圈位置检测方法，其特征在于，

将所述第二频率设定为比送电线圈与受电线圈的耦合系数最大时的频率及受电电压的特性曲线的两个峰频率中的较低一方的频率低的频率，或设定为比所述两个峰频率中的较高一方的频率高的频率。

8.根据权利要求2～4中的任一项所述的非接触供电系统的线圈位置检测方法，其特征在于，

设定为使将所述送电线圈设为所述第二励磁时的所述受电线圈的最小受电电压高于将所述送电线圈设为所述第一励磁时的所述受电线圈的最大受电电压。

9.一种非接触供电系统，在从地面侧的送电线圈向车辆侧的受电线圈供电时，检测所述受电线圈的位置，所述非接触供电系统的特征在于，具备：

励磁电压及频率变更电路，其根据相对于所述送电线圈发生变化的所述受电线圈的位置，来变更所述送电线圈的励磁电压和励磁频率；以及

位置检测电路，其基于所述励磁电压及频率变更电路对所述送电线圈进行了励磁时的所述受电线圈中的受电电压，来检测所述受电线圈的位置。

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